Thiết kế hệ thống cấp nước cho lò hơi cao áp trong nhà máy điện lực Hiệp Phước - Nhà Bè, Q = 800 m3/ngày

Thiết kế hệ thống cấp nước cho lò hơi cao áp trong nhà máy điện lực Hiệp Phước - Nhà Bè, Q = 800 m3/ngày

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Đất nước ngày càng phát triển theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa, vì vậy năng lượng là một phần không thể thiếu trong quá trình phát triển công nghiệp và hiện đại hóa đất nước Năng lượng ngoài việc dùng để phục vụ sản xuất trong các nhà máy xí nghiệp nó còn được dùng cho các khu vực vui chơi giải trí, dịch vụ công cộng và nhu cầu sinh hoạt hàng ngày của mỗi con người Năng lượng từ nhiệt điện

là một nguồn năng lượng dồi dào dể tạo, sử dụng nước rất ít so với thủy điện đồng thời tính rủi ro hay hậu quả nó để lại khi xảy ra sự cố (nếu có) cũng thấp hơn nhiều

so với thủy điện hay điện hạt nhân

Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng điện tại TP.Hồ Chí Minh nói riêng và

cả nước nói chung ngày càng nhiều, trong khi đó lượng điện từ các nhà máy thủy điện không thể cung cấp đủ so với nhu cầu hiện tại vì thế nhiệt điện là sự lựa chọn tối ưu tại thời điểm này Theo thông báo từ điện lực TP.Hồ Chí Minh thì sản lượng điện từ hệ thống điện lưới quốc gia phân bổ cho thành phố chỉ đạt hơn 44,7 triệu kwh/ngày Trong khi đó, mức tiêu thụ trên thành phố luôn duy trì trên 49 triệu kwh/ngày, như vậy mỗi ngày thành phố sẽ thiếu hụt gần 5 triệu kwh điện Chính vì vấn đề thiếu hụt điện tại TP Hồ Chí Minh mà nhà máy điện lực Hiệp Phước được

ra đời Nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước góp phần không nhỏ vào việc ổn định nguồn điện tại TP.Hồ Chí Minh vì nó cung cấp hầu như toàn bộ điện cho khu công nghiệp Hiệp Phước Nhà Bè

Điện năng được tạo ra trong nhà máy nhiệt điện là do nước đi vào lò hơi hấp thụ nhiệt của quá trình đốt nhiên liệu sinh ra tạo thành hơi nước Hơi nước đi qua bộ phận hóa nhiệt nân cao nhiệt độ và được dẩn vào tuabin để chuyển thành cơ năng, sau đó cơ năng được chuyển hóa thành điện năng nhờ máy phát điện và cấp vào lưới điện Nếu chất lượng nước đầu vào không tốt còn lẫn tạp chất không đảm bảo chất lượng thì sau một thời gian vận hành cặn trong nước sẽ bám vào thành ống và các thiết bị Cặn bám ở thành ống và các thiết bị sẽ làm tăng chi phí vận hành do

tiêu hao nhiên liệu đốt đồng thời nó cũng làm cho thiết bị dễ bị ăn mòn do quá trình oxy hóa và sinh ra cặn mới, đây là điều không mong muốn trong quá trình vận hành

lò hơi vì dể gây ra sự cố nghẹt và nổ lò hơi Chính vì những vấn đề nêu trên mà ta nhận thấy việc thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho lò hơi cao áp ở nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước là một việc làm cần thiết Đó là lý do mà đề tài này được chọn

2 MỤC ĐÍCH

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp cho lò hơi của nhà máy điện Hiệp Phước trong điều kiện phù hợp với thực tế của nhà máy

3 NỘI DUNG

Tổng quan nhà máy điện Hiệp Phước

Tổng quan các phương pháp xử lý nước cấp

Lựa chọn phương án

Tính toán thiết kế

Tính toán kinh tế

4 PHẠM VI ĐỀ TÀI

Đề tài được thiết kế với quy mô của nhà máy điện lực Hiệp Phước, chỉ áp dụng cho

xử lý nước cấp cho lò hơi của nhà máy

5 CẤU TRÚC ĐỒ ÁN

Đồ án bao gồm 7 chương với các nội dung sau:

Chương 1 Tổng quan về nhà máy điện lực Hiệp Phước

Chương 2 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước cấp

Chương 3 Lựa chọn công nghệ

Chương 4 Tính toán mạng lưới cấp nước cho lò hơi

Chương 5 Tính toán trạm xử lý nước cấp cho lò hơi

Chương 6 Tính toán kinh tế

Chương 7 Kết luận và kiến nghị

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp thực địa

Phương pháp tổng hợp tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN LỰC HIỆP PHƯỚC

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Công ty điện lực Hiệp Phước là một trong ba dự án lớn của tập đoàn Central Trading Development (CT & D) tại TP HCM, được xây dựng với mục tiêu cung cấp điện năng cho các dự án khác của tập đoàn và các khu vực lân cận, với hình thức đầu tư IPP dự án này đã được cấp giấy phép đầu tư vào tháng 6/1993 Đây là công ty điện lực 100% vốn nước ngoài đầu tiên tại Việt Nam có nhà máy điện và khu vực cấp điện độc lập

Tháng 12/2000 được công nhận đạt tiêu chuẩn chất lượng ISO 9002

Tháng 10/2002 đạt tiêu chuẩn quản lý chất lượng ISO 9001 : 2000 ,nhà máy cũng thực hiện được mục tiêu “an toàn – ổn định – kinh tế- văn minh”.Trụ sở chính: phòng 10, tòa lầu Phùng Thi, số 19, đường Conaught C, quận trung tâm – HongKong.Văn phòng tại Việt nam: 56 Thủ Khoa Huân, quận 1, Tp.HCM.Hình thức đầu tư: Doanh nghiệp 100% vốn nước ngoài

Hình thức kinh doanh: Sản xuất và phân phối điện

Thời gian hoạt động: 50 năm

Nhà máy điện lực Hiệp Phước được xây dựng tại ấp 1 xã Hiệp Phước huyện Nhà

Bè, Thành phố Hồ Chí Minh, cách thành phố khoảng 15 km về phía Đông Nam, trên mặt diện tích 40 ha Điạ điểm đặt nhà máy là điểm hợp lưu của sông Nhà Bè (hay còn gọi là sông Soài Rạp) và kênh Đông Điền, nhờ vậy mà nhà máy có nguồn nước cấp cho quá trình làm lạnh của lò hơi được thuận tiện

Nhà máy đi vào hoạt động vào 2/1998

 Giai đoạn 1: lắp đặt 3 tổ máy phát điện với công suất của mỗi tổ máy là 125 Mw (tổng công suất 375 Mw)

 Giai đoạn 2: lắp đặt thêm các tổ máy với tổng công suất 375 Mw

Trang thiết bị: công ty sử dụng các tổ máy phát điện cũ dỡ từ trạm phát điện AP Lei Chau, Hongkong đồng thời mua bổ sung thêm phụ kiện và tổ máy khác Trong giai đoạn 2 thực hiện với sự đầu tư thiết bị mới đồng bộ và thay thế từng phần thiết bị cũ

đã lắp đặt

Nhiên liệu sử dụng cho các lò hơi tại nhà máy là dầu nặng (FO)

Tổng diện tích mặt bằng của dự án là 40 ha và được chia làm như sau: khu vực nhà máy chính, khu vực văn phòng, khu vực xử lý nước, khu vực chứa nhiên liệu, xưởng sửa chữa

Ngoài ra công ty có xây dựng thêm một cảng tiếp nhận dầu có khả năng tiếp nhận được tàu có trọng tải 40.000 tấn ở vị trí hạ lưu đối với khu vực dự án và 3 bồn chứa dầu với sức chứa 20.000 tấn/bồn, để tiếp nhận dầu phục vụ cho các tổ máy phát điện

 Phòng hoá học: giám sát, vận hành các hệ thống, thiết bị hoá học

 Phòng kiểm nhiệt: quản lý các thiết bị điều khiển, đo kiểm …

 Phòng điện khí: quản lý các hệ thống điện cao áp, hạ áp

 Phòng cơ giới: phụ trách công tác cơ khí toàn nhà máy

 Phòng tài vụ: hạch toán kinh tế

 Phòng bảo an: an ninh trật, phòng cháy chữa cháy

Số cán bộ công nhân viên: 540 người

 Số nam: 414 người

 Số nữ: 49 người

 Số chuyên gia Trung Quốc: 41 người

Đây là nhà máy điện kiểu ngưng hơi, nhà máy có 3 tổ máy phát điện với công xuất

là 125 MW, lưu lượng nước cần cho 3 tổ máy phát điện là 600 m3/ngày Tổ máy hoạt động 24 h/ngày

Bộ phận lò hơi trong nhà máy điện Hiệp Phước thuộc quản lý của phòng vận hành,

số nhân viên trong tổ lò hơi này là 157 người (có 17 chuyên gia Trung Quốc) trong

lò hơi

Hiện tại nhà máy điện lực Hiệp Phước dùng 2 nguồn điện, nguồn điện chính mà nhà máy dùng là nguồn điện của nhà máy sản xuất, nguồn điện phụ là nguồn điện của Tổng công ty Điện Lực thành phố Hồ Chí Minh (EVN) (nguồn điện này dùng trong trường hợp nhà máy ngưng hoạt động sản xuất điện)

Đường giao thông nội bộ của nhà máy được đổ bê tông, có chiều rộng 8-10m để thuận tiện cho việc chạy xe ra vào lắp đặt và bảo trì thiết bị

Hình 1: Nhà máy điện lực Hiệp Phước

Chương 2 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC CẤP

Để nghiên cứu quá trình lắng được thuận tiện, người ta đưa ra hai khái niệm cơ bản quan trọng nhất trong lý thuyết lắng đó là: độ lớn thủy lực và đường kính tương đương của hạt

Các loại bể lắng:

Theo phương trình chuyển động của dòng nước qua bể người ta chia ra thành các loại bể:

Bể lắng ngang: nước chuyển động theo chiều ngang từ đầu bể đến cuối bể

Bể lắng đứng: nước chuyển động theo chiều đứng từ dưới lên trên

Bể lắng li tâm: nước chuyển động từ trung tâm bể ra phía ngoài

Bể lắng lớp mỏng: gồm 3 kiểu tùy theo hướng chuyển động của lớp nước và cặn: dòng chảy ngang, dòng chảy nghiêng và dòng chảy nghiêng ngược chiều

Bể lắng trong có lớp cặn lơ lửng: lắng qua môi trường hạt, nước chuyển động từ dưới lên

2.1.2 Phương pháp lọc

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất định

đủ để giữ lại tên bề mặt lớp vật liệu lọc hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn và vi trùng có trong nước Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng để làm trong nước triệt để Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3mg/l) Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị chít lại, làm tốc độ lọc giảm dần để khôi phục lại khả năng làm việc của bể lọc, phải thổi rửa bể lọc bằng nước hoặc gió, nước kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật liệu lọc Bể lọc luôn luôn phải hoàn nguyên Chính vì vậy quá trình lọc nước được đặc trưng bởi 2 thông số

cơ bản: tốc độ lọc và chu kì lọc

Phân loại bể lọc:

Để thực hiện quá trình lọc nước có thể sử dụng một số loại bể lọc có nguyên tắc làm việc, cấu tạo lớp vật liệu lọc và thông số vận hành khác nhau Cơ bản có thể chia ra các loại sau:

 Theo tốc độ lọc chia ra:

 Theo chiều của dòng nước chia ra:

Bể lọc xuôi: là bể lọc cho nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ trên xuống như: bể lọc chậm, bể lọc nhanh phổ thông

Bể lọc ngược: nước chảy qua lớp vật liệu lọc từ dưới lên như: bể lọc tiếp xúc

Bể lọc hai chiều:nước chảy qua lớp vật liệu lọc theo cả hai chiều từ trên xuống, từ dưới lên và thu nước ở giữa như: bể lọc AKX

 Theo số lượng lớp vật liệu lọc chia ra:

Bể lọc một lớp vật liệu lọc

Bể lọc hai hay nhiều lớp vật liệu lọc

 Theo cỡ hạt vật liệu lọc chia ra:

Bể lọc lưới: nước lọc đi qua lưới lọc kim loại hoặc vật liệu xốp

Bể lọc có màng lọc: nước lọc đi qua màng lọc được tạo thành trên bề mặt lưới đỡ hoặc lớp vật liệu rỗng

Vật liệu lọc (trọng tâm là vật liệu lọc ở dạng hạt)

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của các bể lọc, nó đem lại hiệu quả làm việc và tính kinh tế của quá trình lọc Vật liệu lọc hiện nay dùng phổ biến nhất là cát thạch anh

tự nhiên Ngoài ra có thể sử dụng một số loại vật liệu lọc khác như: cát thạch anh nghiền, đá hoa nghiền, than atraxit (than gầy), polime các vật liệu dùng để lọc nước cần phải thỏa mãn các yêu cầu sau: có thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, có độ bền cơ học cao, ổn định về hóa học Trong đó, các yêu cầu về cấp phối và sự đồng nhất của vật liệu lọc có ảnh hưởng trực tiếp đến sự làm việc của bể lọc Để xác định cấp phối và cỡ hạt theo yêu cầu, người ta dùng phương pháp sàng vật liệu lọc qua một bộ sàng tiêu chuẩn có kích thước sàng to nhỏ khác nhau

cặn ở trạng thái lơ lửng, phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng, để tạo ra các hạt keo có khả năng dính kết lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng có trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể, do đó các bông cặn mới tạo thành dễ dàng lắng xuống và bị giữ lại trong bể lọc

Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như: phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 hoặc loại FeCl3 Các dạng phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan

2.2.2 Khử trùng

 Các phương pháp khử trùng nước:

Khử trùng nước là khâu bắt buộc cuối cùng trong quá trình xử lý nước ăn uống, sinh hoạt Trong nước thiên nhiên chứa rất nhiều vi sinh vật và vi trùng Sau quá trình xử

lý cơ học, nhất là nước sau khi qua bể lọc phần lớn các vi trùng đã bị giữ lại Song

để triệt tiêu hoàn toàn các vi trùng gây bệnh, cần phải tiến hành khử trùng nước Hiện nay có các biện pháp khử trùng nước có hiệu quả như:

Khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh

Khử trùng bằng các tia vật lý

Khử trùng bằng phương pháp nhiệt

Khử trùng bằng các ion kim loại nặng

Hiện nay ở việt nam đang sử dụng phổ biến nhất phương pháp khử trùng bằng các chất oxy hóa mạnh

Khử trùng bằng Clo và các hợp chất của Clo:

Khi Clo cho vào nước phản ứng diễn ra như sau:

Cl2 + H2O = HOCl + HCl Hoặc phân ly ở dạng

Cl2 + H2O = 2H+ + OCl- + ClKhi sử dụng Clorua vôi phản ứng diễn ra như sau:

-Ca(OCl)2 + H2O = CaO + 2HOCl 2HOCl = 2H+ + 2OCl-

Khả năng diệt trùng của Clo phụ thuộc vào hàm lượng HOCl có trong nước Nồng

độ HOCl phụ thuộc vào lượng ion H+

trong nước hay phụ thuộc vào pH của nước khi:

pH= 6 thì HOCl chiếm 99.5% còn OCl- chiếm 0.5%

pH= 7 thì HOCl chiếm 79% còn OCl

chiếm 21%

pH= 8 thì HOCl chiếm 25% còn OCl- chiếm 75%

Tức là pH của nước càng cao, hiệu quả khử trùng Clo càng giảm

Khi trong nước còn tồn tại amoniac, muối amoni hay các hợp chất hữu cơ có chứa nhóm amoni, thì HOCl vừa tạo thành sẽ lại tác dụng với các chất này theo phản ứng sau:

HOCl + NH3 = NH2Cl + H2O HOCl + NH2Cl = NHCl2 + H2O HOCl + NH2Cl = NHCl3 + H2O

Do đó khả năng diệt trùng kém đi Bởi vì khả năng diệt trùng của monocloramin thấp hơn dicloramin khoảng 3-5 lần còn khả năng diệt trùng của dicloramin thấp hơn HOCl khoảng 20-25 lần pH càng cao lượng dicloramin càng ít, khả năng diệt trùng càng giảm

Để đảm bảo cho phản ứng khử trùng xảy ra triệt để và tiếp tục trong quá trình vận chuyển trên đường ống đến điểm dùng nước ở cuối mạng lưới cần đưa thêm vào nước một lượng Clo dư

Theo TCXD-33.1985, liều lượng Clo dư ở đầu mạng lưới tối thiểu là 0.5mg/l, ở cuối mạng lưới tối thiểu là 0.05mg/l và không được lớn tới mức có mùi khó chịu Liều lượng Clo đưa vào nước để khử trùng thường được xác định bằng thực nghiệm

Khử trùng bằng ozon:

Ozon là một chất khí có màu ánh tím ít hòa tan trong nước và rất độc hại đối với con người Ở trong nước ozon phân hủy rất nhanh thành oxy phân tử và nguyên tử ozon có tính hoạt hóa mạnh hơn Clo nên khả năng diệt mạnh hơn Clo rất nhiều lần

Ưu điểm:

Dùng với liều lượng không lớn( 0.75-1mg/l) đối với nước ngầm

Thời gian tiếp xúc ngắn: 5phút

Không gây mùi khó chịu

Hiệu quả khử trùng chỉ đạt được triệt để khi trong nước không có các chất hữu cơ

Khử trùng bằng phương pháp vật lý: dùng các tia vật lý để khử trùng nước khư tia

tử ngoại, sóng siêu âm

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶT BIỆT

2.3.1 Khử sắt

Trong nước thiên nhiên kể cả nước ngầm và nước mặt đều có chứa sắt hàm lượng sắt và dạng tồn tại của chúng tùy thuộc vào từng loại nguồn nước, điều kiện môi trường và nguồn gốc tạo thành chúng

Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hóa trị 2( Fe2+) là thành phần của muối hòa tan như: bicacbonat Fe(HCO3)2, sulphat FeSO4 Hàm lượng sắt

có trong nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đều trong các lớp trầm tích dưới sâu

Nước có hàm lượng sắt cao làm cho nước có mùi tanh và có nhiều cặn bẩn màu vàng, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất Vì vậy khi trong nước có hàm lượng sắt lớn hơn giới hạn cho phép thì phải tiến hành khử sắt

Hiện nay có nhiều phương pháp khử sắt của nước ngầm, có thể chia làm 3 nhóm chính như sau:

Trong nước ngầm mangan thường tồn tại ở dạng Mn2+

hòa tan hoặc có thể ở dạng keo không tan Khi mangan bị oxyhóa sẽ chuyển về dạng Mn3+ và Mn4+ ở dạng hydroxit kết tủa

Các phương pháp khử mangan:

Khử mangan bằng phương pháp làm thoáng

Khử mangan bằng phương pháp dùng hóa chất

Khử mangan bằng phương pháp sinh học

2.3.3 Khử mùi và vị trong nước

Hầu hết các nguồn nước thiên nhiên đều có mùi và vị, nhất là mùi Theo nguồn gốc phát sinh thì mùi được chia làm hai lọai đó là mùi tự nhiên và mùi nhân tạo Ngoài mùi nước còn có thể có những vị khác nhau như: mặn, đắng, chua, cay Theo tiêu chuẩn nước ăn uống, sinh hoạt thì nước không được có mùi vị, vì vậy cần tiến hành khử mùi vị

Thông thường các quá trình xử lý nước đã khử hết mùi và vị có trong nước Chỉ áp dụng khi nào các biện pháp trên không đáp ứng được yêu cầu cần khử mùi, vị thì mới áp dụng các biện pháp khử mùi vị độc lập

Một số biện pháp khử mùi vị thông thường:

Khử mùi bằng làm thoáng

Khử mùi bằng các chất oxy hóa mạnh

Khử mùi bằng phương pháp dùng than hoạt tính

Phương pháp trao đổi ion

Trong ba biện pháp xử lý nước cấp trên đây thì biện pháp cơ học là biện pháo xử lý nước cơ bản nhất có thể dùng biện pháp cơ học để xử lý một cách độc lập hoặc kết hợp với biện pháp hóa học và lý học để rút ngắn thời gian và nâng cao hiệu quả xử

lý nước Trong thực tế để đạt mục đích xử lý một nguồn nước nào đó một cách kinh

tế và hiệu quả nhất phải thực hiện quá trình xử lý bằng sự kết hợp của nhiều phương pháp

Chương 3 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

3.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ

3.1.1 Lưu lượng nước cấp cho lò hơi

Yêu cầu nước cấp cho lò hơi của nhà máy điện lực Hiệp Phước hiện nay là 600

m3/ngđ Trong tương lai nhà máy mở rộng thêm sản xuất vì vậy lượng nước cấp cho

lò hơi trong tương lai là 800m3/ngđ Chọn thời gian làm việc của trạm xử lý nước cấp là 8h/ ngày Vậy Qtk = 100 m3/h

3.1.2 Nguồn nước

Nguồn nước cấp đầu vào trạm xử lý là nguồn nước được cung cấp bởi Công ty cổ phần KCN Hiệp Phước (công ty lấy nước từ nguồn nước máy của TP Hồ Chí Minh) Yêu cầu nguồn nước cấp vào trạm xử lý phải đảm bảo đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt

Thành phần nước cấp và tiêu chuẩn cấp nước cho lò hơi được trình bày trong

Bảng 3.1

Bảng 3.1 Thành phần nước thủy cục và tiêu chuẩn nước cấp cho lò hơi

Chỉ tiêu Đơn vị Chất lượng nước thủy

Nguồn: Nhà máy điện lực Hiệp Phước, 2011

Dựa vào Bảng 3.1 cho thấy tiêu chuẩn của tổng chất rắn hoà tan (TDS) có trong nước cấp cho lò hơi chỉ có 0,15 mg/l, mà trong thành phần của nước cấp đầu vào trạm xử lý TDS có đến 216 mg/l (có chứa rất nhiều các ion hòa tan như: Na+, Ca2+,

Cl-,… ) Vì vậy để đảm bảo chất lượng nước cấp cho lò hơi thì phải loại các ion hòa tan xuống tiêu chuẩn cho phép hay nói cách khác là giảm TDS xuống mức cho phép

3.2 PHƯƠNG ÁN 1

3.2.1 Đề xuất công nghệ

Lò hơi của nhà máy điện lực Hiệp Phước cần chất lượng nước cao (như trình bày trong Bảng 3.1) Để đảm bào nước cấp cho lò hơi với nồng độ TDS  0,15 mg/l thì hiệu quả xử lý qua từng công nghệ trong phương án 1 này là 95%

Các chỉ tiêu và hiệu quả xử lý được trình bày trong Bảng 3.2

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và hiệu quả cần xử lý

4 Màng lọc thẩm thấu ngược (RO) Giảm TDS 217 10,85

5 Cột trao đổi hỗn hợp bậc 1 Khử khoáng TDS = 10,85 TDS = 0,54

6 Cột trao đổi hỗn hợp bậc 2 Khử khoáng TDS = 0,54 TDS < 0,15

Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp cho lò hơi cao áp theo phương án 1 được trình bày

trong Hình 3.1

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ theo phương án 1

Bể trao đổi Hỗn hợp

Tái sinh NaOH 3%,

HCl 3%

Nước từ quá trình tái sinh

ion = 0,53mg/l

Bể trao đổi Hỗn hợp Tái sinh NaOH 3%,

Bể chứa

Lọc tinh Kích thước 1 m

Màng lọc Thẩm thấu ngược Nước thải

3.2.2 Thuyết minh công nghệ

Nước từ bể chứa nước của nhà máy điện lực Hiệp Phước được bơm vào bể chứa nước của trạm xử lý nước cấp cho lò hơi Nhiệm vụ của bể chứa trong trạm xử lý là

dự trữ nước cho hệ thống xử lý nước cấp ở phía sau và dự trữ nước cho quá trình rửa ngược của bể lọc áp lực Nước từ bể chứa này được bơm vào bể lọc áp lực, tại

bể lọc áp lực các cặn lơ lửng có trong nước được giữ lại đồng thời tại đây cũng loại

bỏ Cl2 tự do có trong nước Mặt dù nguồn nước đầu vào khá tốt nhưng vẫn còn lẫn một ít vật huyền phù kích thước nhỏ Nếu đưa các hạt li ti huyền phù vào trao đổi ion thì sẽ làm bẩn rất nhanh màng RO và nhựa của trao đổi ion, làm giảm khả năng trao đổi của ion vì vậy phải làm giảm hàm lượng cặn trong nước bằng lọc áp lực Bể lọc áp lực có vật liệu lọc là cát thạch anh và than hoạt tính Sau khi ra bể lọc áp lực nước được đưa vào bể chứa Nước từ bể chứa này sẽ được bơm vào lọc tinh với kích thước lỗ lọc 5 m, tại đây các cặn có kích thước lớn hơn 5 m sẽ được giữ lại Sau đó nước được tiếp tục đưa vào cột lộc tinh có kích thước lỗ lọc là 1 m Tại cột lọc tinh có kích thước lỗ lọc 1 m này, các cặn có kích thước lớn hơn 1 m sẽ được giữ lại Mục đích của việc sử dụng cột lọc 5 micromet rồi đến 1 micromet là làm cặn có trong nước được loại bỏ triệt để giúp cho tuổi thọ của RO được cao (do nước

có nhiều cặn thì khi vào màng RO sẽ dễ bẩn màng và phải thay màng thường xuyên, chi phí mua màng đắt hơn nhiều so với chi phí mua lõi lọc, chính vì vậy cần có lọc

5 và 1 micromet)

Sau khi ra khỏi cột lọc 1m nước tiếp tục được đưa vào màng lọc thẩm thấu ngược (RO) Màng lọc thẩm thấu ngược sử dụng đặc tính của màng bán thấm là chỉ cho phép nước đi qua và giữ lại các ion Cl-, Na+, Ca2+… Màng lọc RO có tác dụng loại

bỏ TDS có trong nước Thẩm thấu ngược là cách thức ngược lại so với dòng nước chảy trong tự nhiên Trong hệ thống lọc nước tinh khiết giải pháp không phải là pha loãng môi trường nước với muối khoáng mà là giải pháp tách nước tinh khiết ra khỏi môi trường nước nhiễm muối khoáng hay các tạp chất ô nhiễm khác Một giải pháp trong thiết bị lọc này là thẩm thấu nước ngay trong dòng chảy của chính nó, nước sạch sẽ bị tách ra khỏi môi trường nước nhiễm muối khoáng và đi xuyên vào

trong màng lọc dưới tác dụng cưỡng chế áp lực cao Màng lọc thẩm thấu ngược (Reverse osmosis membrane) làm bằng vật liệu đặc biệt, hoạt động theo một nguyên lý riêng giúp không chỉ loại bỏ các phần tử rất nhỏ mà còn loại bỏ hết các chất độc hại Nước sau khi qua RO nồng độ TDS vẫn chưa đạt tiêu chuẩn cấp cho lò hơi nên nước phải được tiếp tục khử TDS bằng cách cho vào cột trao đổi hỗn hôp bậc 1 Trong cột trao đổi hỗn hợp bậc 1 có chứa 2 loại nhựa: nhựa R-H và nhựa R-

OH dùng để loại khử các ion còn lại của quá trình xử lý bằng màng lọc RO Bộ trao đổi hỗn hợp có thể xem như nhiều bộ trao đổi dùng nhựa ion âm và dương ghép xen

kẽ nhau tạo thành Trong đó nhựa trao đổi ion âm và dương hỗn hợp đều, các phản ứng trao đổi ion hầu như tiến hành đồng thời, nhựa trao đổi ion dạng H sản sinh ra

H+ và nhựa trao đổi ion dạng OH sản sinh ra OH- lập tức bị trung hòa tạo thành nước, dẫn đến phản ứng trao đổi tiến hành hoàn toàn triệt để

Sau khi nước qua cột trao đổi hỗn hợp bậc 1 nhưng hàm lượng TDS vẫn chưa đạt yêu cầu cấp nước cho lò hơi nên nước tiếp tục cho vào cột trao đổi hỗn hợp bậc 2 Nguyên lý làm việc cột trao đổi hỗn hợp bậc 2 giống như cột trao đổi hỗn hợp bậc

1, nước sau khi ra khỏi cột trao đổi hỗn hợp bậc 2 đạt tiêu chuẩn nước cấp cho lò hơi Nước sau khi qua cột trao đổi hỗn hợp thì được chứa trong bể chứa nước khử khoáng, bể chứa có nhiệm vụ dự trữ nước cấp cho lò hơi và dự trữ nước cho quá trình tái sinh cũng như quá trình rửa nhanh và rửa chậm của cột trao đội hỗn hợp bậc 2 và bậc 1

3.3 PHƯƠNG ÁN 2

3.3.1 Đề xuất công nghệ

Lò hơi của nhà máy điện lực Hiệp Phước cần chất lượng nước cao (như trình bày

trong Bảng 3.1) Để đảm bảo nước cấp cho lò hơi với nồng độ TDS  0,15 mg/l thì

các hiệu quả xử lý qua từng công đoạn trong phương án 2 này là từ 80% - 95%

Các chỉ tiêu và hiệu quả xử lý theo phương án 2 được trình bày trong Bảng 3.2

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và hiệu quả cần xử lý

lý

Chỉ tiêu (mg/l) Vào Ra

1 Bể lọc áp lực Lọc cặn - 2 NTU ≤ 2

NTU

2 Bể than hoạt tính Loại Cl2 90% Cl2 1 0,1

3 Trao đổi Cation bậc 1 Khử ion dương 90% 65,26 6,52

4 Trao đổi Cation bậc 2 Khử ion dương 90% 6,52 0,65

5 Tháp khử CO2 Khử CO2 nằm dưới dạng

CO2 tự do và dưới dạng

HCO3

-80% CO2nằm dưới dạng HCO3-

58,5 11,7

6 Trao đồi Anion bậc 1 Khử ion âm 90% 103,7 10,37

7 Trao đồi Anion bậc 2 Khử ion âm 90% 10,3 1,03

8 Trao đổi hổn hợp Khử ion 95%TDS 1,68 0,84

Sơ đồ công nghệ xử lý nước cho lò hơi cao áp theo phương án 2 được trình bày

trong Hình 3.2

Nước khử khoáng

Tái sinh bằng

NaOH 3%, HCl 3%

Cột trao đổi Anion bậc 1

Tái sinh bằng HCl 3%

Cột trao đổi Anion bậc 2

Cột trao đổi Hỗn Hợp

HCl NaOH

Nước sau quá trình rửa, và tái sinh

Cột trao đổi Cation bậc 1

Nước rửa than hoạt tính

Cột trao đổi Cation bậc 2

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ theo phương án 2

3.3.2 Thuyết minh công nghệ

Nước từ bể chứa nước của nhà máy điện lực Hiệp Phước được bơm vào bể chứa nước của trạm xử lý nước cấp cho lò hơi Nhiệm vụ của bể chứa trong trạm xử lý là

dự trữ nước cho hệ thống xử lý nước cấp ở phía sau và dự trữ nước cho quá trình rửa ngược của bể lọc áp lực Nước từ bể chứa này được bơm vào bể lọc áp lực, tại

bể lọc áp lực các cặn lơ lững có trong nước được giữ lại Vật liệu lọc là cát thạch anh, nước sau khi qua bể lọc áp lực được đưa đến bể lọc than hoạt tính, nhiệm vụ bể lọc than hoạt tính là loại bỏ Cl2 tự do có trong nước Than hoạt tính có phạm vi hấp phụ rất rộng các chất tạo ra mùi vị của nước và các phân tử có trọng lượng tương đối lớn đều bị giữ lại trên bề mặt than hoạt tính Do đặc tính hấp thụ trên, dùng than hoạt tính trong công nghệ xử lý nước để làm sạch triệt để chất hữu cơ hòa tan còn lại sau công đoạn lọc cặn là một giải pháp Ngoài ra than hoạt tính còn được ứng dụng để khử clo dư trong nước Khi tiệt trùng nước bằng clo thường phải giữ lại một lượng clo dư trong nước sau thời gian tiếp xúc để đảm bảo khả năng tiệt trùng tiếp trên đường ống Lượng clo dư này có thể gây ra mùi khó chịu cho nước, ta có thể lọc qua than hoạt tính để khử lượng clo dư này Than hoạt tính có hai dạng: dạng viên và dạng bột được bán trên thị trường Than hoạt tính dạng bột có độ hạt trung bình từ 5 đến 10 µm và một số các hạt không vượt quá 50 µm Than hoạt tính dạng viên gồm: hạt có hình dạng bất kỳ đường kính từ 1 đến 3 mm và hạt có dạng hình trụ với đường kính 1mm và từ 3 đến 5 mm chiều dài Các viên trụ được sản xuất từ bột nhỏ và ép đùn Trong quá trình lọc than hoạt tính ta sử dụng than dạng viên

Nước sau khi qua bể lọc than hoạt tính được đưa qua cột trao đổi cation bậc 1 Các ion dương (Mg2+

, Ca2+, Na+,…) sẽ được trao đổi với nhựa R-H (nhựa gốc acid mạnh), các ion dương (Mg2+, Ca2+, Na+,…) sẽ chiếm vị trí của H trong nhựa và giải phóng H+, chính vì thế nước sau ra khỏi cột trao đổi cation mang tính acid Khi vận hành bộ Cation, do nước đi từ trên xuống thông qua các lớp nhựa trao đổi Cation tính axit mạnh, tính lựa chọn của lớp nhựa với các ion dương có khác nhau nên

trong cột nhựa bị phân thành các lớp Ca2+, Mg2+, Na+ không ngừng di chuyển xuống phía dưới cho đến khi các lớp nhựa mất khả năng Sau khi nước đi ra khỏi cột trao đổi cation thì nồng độ ion dương còn lại vẫn cao nên phải tiếp tục đưa qua cột trao đổi cation bậc 2 Nguyên tắc làm việc của cột trao đổi cation bậc 2 giống như cột trao đổi cation bậc 1 Nước sau khi qua cột trao đổi cation bậc 2 được đưa vào tháp khử CO2, mục đích tháp khử CO2 là loại bỏ CO2 còn trong nước và một phần CO2tồn tại dưới dạng HCO3- (HCO3- là chất dễ phân ly HCO3-< => H2O + CO2) và nhờ vào quá trình khử CO2 nằm dưới dạng HCO3- nên tháp khử CO2 còn giúp giảm lượng nhựa R-OH dùng trong cột anion Nước sau khi qua tháp thử CO2 sẽ được chứa trong thùng chứa (thùng chứa đặt dưới tháp khử CO2) Sau đó nước được tiếp tục đưa đến cột trao đổi cation, trong cột trao đổi cation có chứa nhựa R-OH ( nhựa gốc bazờ mạnh) Các ion âm (SO42-, Cl-, HSiO3-…) sẽ chiếm chỗ của OH và sản sinh ra OH-, ion OH- sẽ kết hợp với H+ được tách ra ở cột trao đổi cation bậc 1 và bậc 2 để tạo phân tử nước ( H2O) Nước sau khi ra khỏi cột anion bậc 1 sẽ được đưa vào cột trao đổi anion bậc 2 (nước sau khi ra cột trao đổi anion bậc 2 nước có PH tăng gần lên trung tính) Nước tiếp tục được đưa vào cột trao đổi hỗn hợp (vì nồng

độ TDS còn lại sau khi ra khỏi cột trao đổi anion bậc 2 chưa đạt tiêu chuẩn nước cấp cho lò hơi) Trong cột trao đổi hỗn hợp có chứa hỗn hợp nhựa RH và nhựa ROH được hòa trộn với nhau theo tỉ lệ thích hợp (RH:ROH ~ 1:2) Các phản ứng trong cột trao đổi hỗn hợp hầu như diễn ra đồng thời, nhựa trao đổi dạng RH sản sinh ra H+ và nhựa dạng R-OH sản sinh ra OH- thì lập tức OH- và H+ này phản ứng với nhau tạo thành nước, phản ứng trao đổi hoàn thành triệt để Nước sau khi ra khỏi cột trao đổi hỗn hợp được bơm vào bể chứa nước khử khoáng

Chương 4 TÍNH TOÁN MẠNG LƯỚI CẤP NƯỚC CHO LÒ HƠI

4.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

Mạng lưới cấp nước của nhà máy được chia làm hai giai đoạn

Giai đoạn 1: Nước từ hệ thống cấp nước của khu công nghiệp Hiệp Phước vào nhà máy thì được chứa trong bể chứa sau đó được bơm đến bể chứa nước thủy cục ở trạm xử lý nước cấp cho lò hơi của nhà máy

Giai đoạn hai: Nước qua các quá trình xử lí đã đạt tiêu chuẩn cấp cho lò hơi được đưa vào bể chứa nước khử khoáng Nước khử khoáng được bơm lên bể chứa nước trong lò hơi của nhà máy

Sơ đồ cấp nước cho lò hơi của nhà máy điện lực Hiệp Phước được mô tả trong

Hình 4.1

Hình 4.1 Sơ đồ cấp nước cho lò hơi của nhà máy điện lực Hiệp Phước

Chiều cao từ mặt đất đến bồn chứa nước trong lò hơi là 19 (m)

Trong lò hơi có 2 bồn, V1 bồn= 250 (m3)

4.2 TÍNH TOÁN

4.2.1 Giai đoạn 1

Bể chứa nước

Nhiệm vụ: Chứa và dự trữ nước cấp cho lò hơi

Hiện tại nhà máy có 4 bể chứa mỗi bể chứa có dung tích 1000m3

Bể chứa hình chữ nhật có kích thước: B x L x H = 22m x 12m x 4 m

Tính toán cột áp máy bơm

Lưu lượng bơm: Q bơm = 130 m3/h = 36 l/s

Tra bảng thuỷ lực (Nguồn: [2])

bơm bơm

Trạm xử

lý nước khử khoáng

Bể chứa nước khử khoáng

Bể chứa nước trong lò hơi

Chiều dài phễu: Lf = 0,6.Dh = 0,6.200 = 120 mm

Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu:

Trên đường ống hút gồm: 1 phễu, 1 cút 900, 1 côn thu, 1 van 1 chiều

 hcb h = (0,15 + 0,5 + 0,1 + 1,7) x

81,92

75

0 2

x = 0,07 (m) Chiều dài đường ống từ bể đến máy bơm l = 2 (m)

cb: tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy

hđ l : tổn thất theo chiều dài ống đẩy

Trên đường ống đẩy gồm: 1 van 1 chiều, 1 van 2 chiều, 1 côn mở, 5 cút 900

 hđ cb = (1,7 + 1 + 0,25 + 2,5) x

81,92

17,

1 2

x = 0,31 (m) Chiều dài đường ống từ bể đến máy bơm l = 4 (m)

 hđ l = i.l = 0,0112 x 4 = 0,045 (m)

 hđ = 0,31 + 0,045 = 0,35 (m)

Vậy H = Hđh + hh + hđ = 9,5 + 0,085+0,35 = 10 (m)

Chọn máy bơm

Dựa vào lưu lượng là Qb = 40 l/s

Cột áp toàn phần máy bơm: H = 10 m

Lưu lượng bơm Qb = 100 m3/h = 28 (l/s)

Tra bảng thuỷ lực (Nguồn: [2])

Chiều dài phễu Lf = 0,6.Dh = 0,6.200 = 120 mm

Khoảng cách từ đáy ngăn hút đến miệng vào phễu

Ho: chiều cao mực nước lớn nhất trong bể chứa trong lò hơi (2 m)

Hđ: chiều cao xây dựng bể chứa trong lò hơi (19 m)

23,

1 2

x = 0,27 (m)

hđ l = i.l = 0,0163 x 80 = 1,3 (m)

 hđ = 0,27 + 1,3 = 1,57 (m)

Vậy H = Hđh + hh + hđ = 26 + 0,1+ 1,57 = 27,76 (m)

Chọn máy bơm

Dựa vào lưu lượng là Qb = 28 l/s = 100 m3/h

Cột áp toàn phần máy bơm: H = 28 m

Lắp đặt 2 bơm

Chọn bơm EBARA – MD 65-160/11, sản xuất tại Ý

Công suất: 11 Kw87

Chương 5 TÍNH TOÁN TRẠM XỬ LÝ NƯỚC CẤP CHO LÒ HƠI

5.1 TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN 1

Trong sơ đồ công nghệ của phương án 1 hệ thống xử lý ở công đoạn phía sau có dùng màng lọc thẩm thấu ngược (RO) hiệu DOW 8040 tỷ lệ thu hồi của màng là 76

% (tỷ lệ giữa lưu lượng nước thành phẩm và lưu lượng nước vào) Chính vì thế lưu lượng đầu vào của hệ thống chọn Q = 130 m3/h

5.1.1 Bể chứa nước thủy cục

Số lượng: 3 bể (hai bể hoạt động và 1 bể dự phòng) với Q1bể = 65m3/h

Nguyên tắc hoạt động: Nước từ bể chứa nước sẽ được bơm vào bể lọc qua phễu

phân phối lọc Sau đó nước qua lớp vật liệu lọc và được hệ thống thu lọc ở đáy đưa

5.1.2.2 Tính toán

 Bể lọc áp lực

Diện tích bể lọc được xác định theo công thức

16 , 2 30

16,24

65

F

Q

v 29,5m/h (30 m/h thỏa)

Chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực H = hn + hv + hđ + hthu + hnắp

hn = 0,6 m : chiều cao từ mặt lớp vật liệu lọc đến phễu thu nước rửa

hv = 1,2 m : chiều cao lớp vật liệu lọc (bao gồm lớp cát thạch anh đường kính 1,2

mm cao 0,9 m và lớp than hoạt tính có chiều cao 0,3m)

hd: chiều cao lớp vật liệu đỡ, hd= 0,5 m (Nguồn: [6])

Với 4 lớp vật liệu đỡ cao 100 mm riêng lớp cuối cùng có chiều cao 200 mm (hệ thống phân phối khí đặt ở lớp vật liệu này)

hthu: chiều cao phần thu nước, hthu = 0,2 m

hnắp: chiều cao từ phần thu nước đến nắp, hnắp = 0,6 m

Vậy, chiều cao tổng cộng của bể lọc áp lực H = 0,6+ 1,2 + 0,5 + 0,2 + 0,6= 3,1 m

 Hệ thống phân phối nước rửa lọc và thu nước sau lọc

Vật liệu thu nước sau lọc (cũng là vật liệu phân phối rửa lọc)

Dùng tấm thép không rỉ uốn cong có đục lỗ (ưu điểm của vật liệu thu nước này là

có độ bền cao hơn rất nhiều so với dùng dàn ống phân phối hoặc chụp) đường kính

lỗ 10 mm, khoảng cách giữa các lỗ L = 80 mm Sử dụng chiều dày của tấm thép 6

mm chiều dài tấm thép 1000 mm chiều cao của tấm thép là 200 mm

Tổng diện tích trên tấm khoang lỗ

Rửa ngược chia làm ba giai đoạn

+ Rửa khí với tộc độ khí là 1 m3/m2.phút trong thời gian t = 12 phút

+ Sau đó rửa nước và khí phối hợp trong 4 5 phút

+ Cuối cùng rửa bằng nước với cường độ W = 10 l/s.m2 trong 4 6

Lưu lượng nước cần thiết để rửa bồn lọc được tính theo công thức

Tổn thất áp lực trong hệ thống ống phân phối khoang lỗ

h1=

g

v g

2 2

2 2

vn: Tốc độ nước chảy ở đầu ống nhánh (m/s)

2,2

1,196

Áp lực cần thiết của máy bơm rửa lọc xác định theo công thức:

H = hhh + hống + h + hcb (m)

Trong đó,

hhh: Độ cao hình học đưa nước tính từ cốt mực nước thấp nhất trong bể chứa đến hệ thống thu nước rửa, hhh = 2 (m)

hống: Tổn thất áp lực trên đường ống dẫn nước từ trạm bơm nước rửa đến bồn lọc áp lực

hh

l = i.l Trong đó,

i= 0,0167, ta có lưu lượng rửa là 22 l/s Tra bảng tra tính toán thủy lực chọn D =

Trên đường ống có các thiết bị phụ tùng: 4 cút 900

, 2 van 1 chiều, 2 van 2 chiều

 hcb h = (4 x 0,5 + 2 + 1,7+ 2 x 1) x

81,92

43,

0 2

x = 0,077 (m) Chiều dài đường ống từ bể đến máy bơm l = 2 (m)

v

Q D

.

4

036 , 0

 m = 50 mm

Khoảng cách giữa các ống nhánh là 0,25 m (quy phạm từ 0,25 – 0,3 m)

Số ống nhánh của bồn lọc là n= 2 12

25,0

7,

1 x  ống

Lưu lượng khí rửa lọc trong một ống là Qn = 0 , 183

12

2 ,

2  m3/phút Đường kính ống chính 50 mm, diện tích tiết diện ngang ống chính

Schính=

4

05,0.14,34

2 2

0

0007,





(m) = 111(mm) Tính toán đường kính ống dẫn nước vào và ra

Đường kính ống dẫn nước vào và dẫn nước ra bằng 150 mm, ống thép

Kiểm tra vận tốc trong ống

1,115,014

,

3

018,04

Chọn đường kính của ống thoát khí bằng dk = 30 mm

 Phễu phân phối nước (cũng là phễu thu nước rửa lọc)

Để dẫn nước và thu nước rửa lọc được thiết kế bằng thép có dạng hình nón Lưu lượng nước rửa: Q = 78 m3

/h = 0,022 m3/s Vận tốc nước chảy trong phễu: 0,2 m/s

Diện tích của phễu được tính theo công thức

2,0

022,0

R là bán kính đáy lớn của phễu

r là bán kính đáy nhỏ của phểu (lấy theo đường kính ống vào d = 150 (mm)

 r = d/2 = 150/2 = 75 mm = 0,075 (m)

h là chiều cao của phễu, h = 200 (mm)

Vậy R = 0,075

2,014,3

11,02

7 Chiều cao lớp than hoạt tính m 0,3

5.1.3 Hệ thống lọc bằng màng thẩm thấu ngược RO

 Nguyên tắc làm việc của RO:

Theo một cơ chế ngược lại với các cơ chế lọc thẩm thấu thông thường, nhờ lực hấp dẫn của trái đất để tạo ra sự thẩm thấu của các phân tử nước qua các mao mạch của lõi lọc Màng lọc RO hoạt động trên cơ chế chuyển động của các phần tử nước nhờ

áp lực nén của máy bơm cao áp tạo ra một dòng chảy mạnh (đây có thể gọi là quá trình phân ly trong chính dòng nước ở môi trường bình thường nhờ áp lực) đẩy các thành phần hóa học, các kim loại, tạp chất có trong nước chuyển động mạnh, văng

ra vùng có áp lực thấp hay trôi theo dòng nước ra ngoài theo đường thải Trong khi

đó các phân tử nước thì lọt qua các mắt lọc có kích cỡ 0,001 micromet nhờ áp lực

dư, với kích cỡ mắt lọc này thì hầu hết các thành phần hóa chất kim loại, các loại vi khuẩn đều không thể lọt qua

Hiệu quả làm việc của RO là 95% nên nồng độ TDS sau khi qua RO còn 10,85 mg/l

Hệ thống lọc RO được trình bày trong Hình 5.1

Hình 5.1 Hệ thống màng lọc RO

Thiết bị lọc 5 micromet

Nước đến bể chứa

Thiết bị lọc 1 micromet

Màng lọc thẩm thấu ngược

RO

Nước từ

bể lọc áp

lực

Cấu tạo lõi màng lọc thẩm thấu ngược RO được thể hiện trong Hình 5.2

Hình 5.2 Cấu tạo lõi màng lọc thẩm thấu ngược RO

Dùng màng RO hiệu Fimltech DOW 8040 – USA

Thông số kỹ thuật của màng

Nhiệt độ hoạt động : 45 oC

Áp suất tối đa vận hành: 200 PSI (= 13,79 bar)

Tỷ lệ thu hồi: 76% (tỷ lệ giữa lưu lượng nước thành phẩm và lưu lượng nước vào)

Vì vậy để đảm bảo đủ cung cấp nước cho các công trình xử lý ở phía sau thì RO phải làm việc với lưu lượng là 130m3/h

Hệ thống này gồm thiết bị thẩm thấu ngược một cấp, bộ thẩm thấu ngược mà phần

vỏ bên ngoài làm bằng thép không rỉ và bên trong là màng thẩm thấu ngược được nhập từ Mỹ Màng thẩm thấu ngược RO tất cả có 8 màng

Thiết bị điều khiển Omron JP (nhà xản xuất Việt Nan) (dưới sự kiểm soát của bộ Omron JP thiết bị có thể thực hiện được việc kiểm soát tự động),…

Hệ thống gồm 11 bộ RO với lưu lượng 13 m3/h (dùng để luân phiên hoạt động và

dự phòng)

Tần xuất rửa lọc RO phụ thuộc nhiều vào chất lượng nước và quá trình vận hành của nhà máy (theo nhà sản xuất nếu chất lượng nước thủy cục ổn định và nước sạch thì màng có thể 5 đến 6 tháng rửa một lần)

 Nguyên lý hoạt động của hệ thống:

Nước từ bể chứa lọc áp lực được bơm vào cột lọc 5 micrmet để lọc các cặn có kích thước lớn hơn 5micromet, sau đó nước tiếp tục đi vào cột lọc 1 micrmet Nước sau khi ra khỏi cột lọc 1 micromet sẽ được bơm áp lực bơm vào màng lọc RO Bơm cao

áp có nhiệm vụ tạo áp lực trước khi nước vào màng lọc RO Có hai dòng nước đi ra (một dòng nước đậm đặt và dòng nước thành phẩm

5.1.4 Cột trao đổi hỗn hợp bậc 1

Nồng độ các ion được trình bày trong Bảng 5.2

Bảng 5.2 Tính toán ion trong trao đổi hỗn hợp

Ion Loại Nồng độ vào (mg/l) Nồng độ

ra (mg/l)

Nồng độ ion

đã trao đổi (mg/l)

Dung lượng ion cần trao đổi (meq/l)

Nhìn vào Bảng 5.2 ta thấy tổng ion dương vào trao đổi hỗn hợp bậc 1: 3,27 mg/l

(chính là lượng ion dương còn lại sau khi qua RO) Ta chọn hiệu suất làm việc của cột trao đổi hỗn hợp bậc 1 là 95%, số lượng ion dương đầu ra của trao đổi hỗn hợp là: 0,16 mg/l Dựa vào tính chọn lọc của nhựa cation acid mạnh (R_H+) thì thứ tự

ưu tiên là Ca2+

> Mg2+ > Na+ (Nguồn: [5]) Chính vì thế hàm lượng ion dương còn

lại chính là ion Na+